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\begin{document}

\lezione{Comunicazione delle emozioni}{Prof. Giuseppe Boccignone}{Alberto Massa}{24 Marzo 2010}

\section{Espressione delle emozioni e comunicazione non verbale}

Il titolo di questo paragrafo cita uno dei saggi di Charles Darwin, \textit{L'espressione delle emozioni nell'uomo e negli altri animali}, 1872, saggio che porter\'a alla nascita dell'etologia e delle neuroscienze. 

Dal punto di vista linguistico le emozioni possono essere identificate tramite un complesso sistema di costrutti linguistici. Ma fuori dal linguaggio comunemente inteso si pu\'o analizzare una serie di gesti, posture, comportamenti che veicolano informazioni affettive, che esprimono le emozioni.

Sono riassunti di seguito i principali meccanismi di comunicazione non verbale. La classificazione esposta segue la teoria di P. Ekman e W. Friesen.

\subsection{Classificazione}

La teoria neuroculturale di Ekman prevede una classificazione di gestualit\'a affettive, una sorta di regole di esibizione.
Vengono classificati diversi sistemi di segni e gestualit\'a non verbale usata nella comunicazione quotidiana:

\begin{itemize}
\item Emblemi. Segni intenzionali, altamente influenzati dal contesto culturale, che costituiscono di veri e propri espressioni, indipendenti dalla presenza del linguaggio verbale.

Es. "alt" con la mano, si/no con un movimento del capo

\item Illustratori. Gesti e prosodie usati per illustrare e marcare la comunicazione verbale.

Es. alzare le sopraciglia per confermare ci che si dice.

\item Regolatori. Usati per regolare la conversazione e guidare l'interloutore.

Es. guardare l'interlocutore, assentire, sorridere per mostrare interesse.

\item Auto adattatori. Tic apparentemente casuali che riflettono particolari stati emotivi.

Es. Tamburellare le dita, toccarsi i capelli.
\end{itemize}

\begin{figure}[htpb]
\begin{center}
\includegraphics[scale=0.4]{comunicazione_non_verbale.jpg}
\end{center}
\caption{Classificazione del linguaggio non verbale per Ekman e Friesen 
\label{fig:ss}}
\end{figure}


\subsection{Problemi di codifica}

Secondo le teorie di Ekman e Friesen la comunicazione non verbale \'e un modo per veicolare l'espressione delle emozioni (in accordo - o in disaccordo - con il linugaggio verbale). In particolare le espressioni facciali sono un buon display affettivo.
Digrignare i denti \'e un display comune per la rabbia non solo nell'uomo ma anche in altre specie di animali.

Nasce un problema di codifica e decodifica: se uno stato emotivo viene codificato in un display l'ipotesi teorica di Ekmann \'e che, dato uno specifico display, si possa risalire perfettamente all'emozione che lo provoca.
Se un cane digrigna i denti, si pu dedurre (con un'inferenza) che \'e arrabbiato?
In termini probabilistici, data una variabile aleatoria x che inferisce y, \'e possibile inferire x data y (secondo la regola di Bayes sull'inferenza).

\begin{equation}
\label{eq:mu}
p(x|y) \prop p(y|x) \mul p(x).
\end{equation}


\begin{figure}[htpb]
\centering
\includegraphics[scale=0.8]{codifica.jpg}
\caption{Codifica e decodifica dell'emozione \label{fig:ss}}
\end{figure}

\begin{figure}[htpb]
\centering
\includegraphics[scale=0.8]{inferenza.jpg}
\caption{Modello grafico dell'inferenza\label{fig:ss}}
\end{figure}


Continuando con la teoria di Ekman, se \'e vero che ci sono stati emotivi di base (emozioni primarie discrete comuni a tutti i popoli), i display sono interculturali e universali, sia un distinto gentiluomo inglese che un aborigeno della Nuova Gunea esprimono le emozioni nella stessa maniera (considerando ovviamente emblemi culturali).

Nei suoi esperimenti Ekman compie un'analisi basata sulla "forced choice": i test hanno un set discreto di possibilit\'a su cui scegliere.
Questo rappresenta il punto di forza della critica mossa da J. Russel - e in termini probabilistici rappresenta un bias, una distorsione .
In ogni caso la teoria di Ekman \'e quella dell'universalit\'a delle emozioni di base, e riprende il saggio citato di C. Darwin.

\section{Teoria delle emozioni}

Esistono varie teorie sulle emozioni: teorie che le vedono come entit\'a discrete, altre teorie parlano di emozioni come qualcosa di dinamico, fluido, continuo e non misurabile, teorie storiche, evoluzionistiche o funzionali, teorie centrali (le emozioni nascono da qualcosa dentro di noi e la periferia ne risente, il cuore batte di conseguenza) e teorie periferiche ("reagiamo in modo automatico, e queste reazioni hanno conseguenze a livello psicologico").

Nell'elencare le varie teorie delle emozioni \'e importante ricordare anche il costruttivismo sociale, un concetto epistemiologico secondo cui la conoscienza avviene all'interno del contesto socioculturale in cui agisce l'individuo, "sicuramente ci sono risposte del sistema nervoso autonomo perch\'e siamo fatti di carne ed ossa ma la prima cosa da esaminare \'e il costrutto sociale".

In antitesi a questo esistono studi panculturali che risalgono a Darwin.

\subsection{Teoria darwiniana}

Darwin, con la sua opera "The Espression of Emotions in Man and Animals" del 1872, compie il primo studio sul campo strutturato e analitico sulle espressioni delle emozioni.
Darwin estende la teoria evoluzionistica anche su un piano cognitivo, dando alle emozioni stesse un valore adattivo interpretandole in termini di utilit\'a, di comunicazione.
Per Darwin le emozioni derivano dal nostro percorso evolutivo, sono dei retaggi evolutivi degli stadi precedenti.
In particolare le espressioni delle emozioni di base si trovano con gli stessi tratti fra individuo e individuo della stessa cultura e non (cross-culturale), fra adulti e neonati, negli animali.

Darwin individua questi principi:
\begin{itemize}
\item Serviceable habit: esistono dei display che in passato sono serviti a funzioni impellenti, e ora si sono evoluti, adattati in un display emotivo (con la paura viene erogato sangue ai grandi arti e ridotto alle mani e ai piedi per facilitare la corsa, per un animale \'e una necessit\'a dell'istinto di autoconservazione scappare di fronte al nemico, per un uomo che ha paura avere freddo alle mani \'e un retaggio evolutivo).
\item Antitesi: si possono osservare posture collegate a stati emotivi opposti (sono convinto e gonfio il petto, non so qualcosa faccio spallucce, comportamento gesturale opposto).
\item Principio dell'azione diretta dal sistema nervoso. In sostanza, i self-adaptors di Ekman.
\end{itemize}

\begin{figure}[htpb]
\centering
\includegraphics[scale=0.4]{cani.jpg}
\includegraphics[scale=1.75]{sulky_chimp.jpeg}
\caption{Immagini tratte dal saggio di Darwin \label{fig:ss}}
\end{figure}


Le emozioni sono scaturite a partire da un determinato input, e generano una risposta emotiva. Questa risposta, in particolare l'espressione di tale risposta ha le seguenti caratteristiche:
\begin{itemize}
\item Brevi. Si parla di frazioni di secondo.
\item Involontarie e incontrollate.
\item Cross-culturali e cross-specie.
\end{itemize}

\subsection{Ekman, le espressioni facciali e l'affective computing}

Come gi\'a ripetuto, citando Darwin, Ekman crea una teoria basata su una spiegazione biologica delle espressioni emotive, dei display affettivi, al contrario di molti antropologi del suo tempo che riconducevano i display principalmente a sfere culturali o abitudinali (il sorriso non \'e innato nell'essere umano ma viene appreso dal "neonato tabula-rasa" attraverso l'abitudine dell'osservazione della madre).

In special modo il viso, con tutto il suo sistema di muscolatura (spesso non controllabile volontariamente) \'e un ottimo veicolo di informazione affettiva. I muscoli pi\'u significativi sono quelli attorno alla bocca, agli occhi e alle sopraciglia.

Un'espressione facciale non \'e mai determinata da un solo muscolo, e vengono classificate delle Action Unit, combinazioni di movimenti di specifici muscoli facciali che determinano il display di una determinata emozioni di base. Nell'articolo del 1976 Ekman e Friesen parlano di Facial Action Coding System (FACS), un sistema per la tassonomia delle espressioni facciali, per inferire in maniera standard e sistematica le emozioni dato un display.

Dal punto di vista neurologico il nostro cervello \'e dotato di particolari zone atte quasi unicamente al riconoscimento dei volti. Nella corteccia temporale ventrale e nel giro fusiforme vengono (si pensa) analizzate le caratteristiche fisse, che permettono di riconoscere l'identit\'a e il sesso. Nella corteccia temporale laterale - e sempre nel giro fusiforme - vengono distinte le caratterustiche come le espressioni facciali.(???mancano riferimenti)

Ekman e Friesen erano antropologi e finora sono state descritte teorie neurobiologiche e psicologiche sui fenomeni emotivi. Il corso si propone di investigare il trattamento computazionale (dall'analisi alla simulazione) delle emozioni: l'affective computing.
La maggior parte degli algoritmi di affective computing \'e l'implementazione computazione del riconoscimento delle Action Unit di Ekman.
Esiste anche un'altra famiglia di algoritmi olistici basati sull'analisi di tutto il volto (???mancano riferimenti)

La classificazione emotiva viene rincondotta a pattern recognition su una analisi delle immagini. Gli esperimenti vengono effettuati con videoriprese del volto, del corpo (per la completa postura e gestualit\'a), registrando la voce, e con rilevamenti delle risposte fisiologiche dopo qualche minuto (perch'\e il sistema nervoso autonomo reagisce con ritardo), come la frequenza respiratoria, il battito cardiaco e l'induttanza elettrica cutanea.
Esistono database per il test degli algoritmi come il Concanade e il Barrow.

Gli studi sulle Facial Action Unit hanno contribuito anche ad un grosso sviluppo nella computer graphics e in particolare nell'animazione.
Bench\'e le Action Unit non diano informazioni bio-meccaniche sull'attivazione dei muscoli sono state usate per la modellazione di espressioni facciali e contributo affettivo nel mondo del cinema computerizzato.

\subsection{Culturalmente indipendente ed ecologicamente plausibile?}

In particolare molti test sono stati fatti su attori che recitano emozioni. Dato che molti muscoli facciali non sono controllabili volontariamente si \'e sollevato un discorso su quanto sia ecologicamente plausibile credere in quanto realmente si possa "recitare la rabbia", e quindi sull'affidabilit\'a di alcuni test.

Inoltre, quanto poi influenza la cultura?
Sono stati fatti esperimenti in una sala cinematografica filmando facce di spettatori americani e giapponesi con o senza la presenza esplicita di telecamere e psicologi osservanti. I risultati hanno affermato che i giapponesi, se osservati, cercavno di mitigare maggiormente le espressioni di rabbia e disgusto.
Si pu generalizzare che nelle societ\'a collettivistiche (come popolazioni asiatiche o scandinave) si tende a limitare certe emozioni perch\'e vengono considerate costose culturalmente.

In temini probabilistici non \'e solo lo stimolo che inferisce il display, ma anche il contesto culturale.

\begin{figure}[htpb]
\centering
\includegraphics[scale=0.8]{contesto.jpg}
\caption{Modello grafico di un'inferenza condizionata dal contesto \label{fig:ss}}
\end{figure}

\subsection{Uno sguardo in avanti}
Finora le ricerche sull'affective computing si sono focalizzate su immagini e video di volti e campioni sonori della voce. Spesso si cerca di unire i dati provenienti da analisi audio e video per avere migliori risultati.
Ma il pi grande organo che abbiamo \'e l'epidermide, l'organo con pi terminazioni nervose.
Nonostante nell'attuale stato dell'arte sia solo una tecnologia invasiva \'e futuribile utilizzare anche il tatto come oggetto di studio.

\subsection{Citazioni bibliografiche}

Diversi stili di citazione:
\begin{itemize}
\item Autore (anno): Come scritto da \citet{mackay}
\item (Autore, anno): \emph{Non si possono fare inferenze senza conoscenza a priori} \citep{mackay}.
\end{itemize}

\textbf{Lavori pubblicati a rivista} \citet{yuilleTCS1}.

\textbf{Lavori a conferenza} \citep{bocci97}


\bibliographystyle{apalike}
\bibliography{bibliografia}

\end{document}



